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Genetik Forscher entwickeln fruchtbare Eizellen aus Stammzellen

Ein Mäuseweibchen hat lebensfähige Nachkommen geboren - aus einer künstlichen hergestellten Eizelle. Forscher entwickeln die fruchtbare Eizellen aus Stammzellen von Mäusen.

04.10.2012 20:00
Eine Maus mit ihren Jungen, die mit Hilfe von embryonalen Stammzellen entstanden sind. Foto: dpa

Ein Mäuseweibchen hat lebensfähige Nachkommen geboren - aus einer künstlichen hergestellten Eizelle. Forscher entwickeln die fruchtbare Eizellen aus Stammzellen von Mäusen.

Japanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, Eizellen im Labor zu erzeugen. Sie stellten die weiblichen Geschlechtszellen her, indem sie bestimmte Gene in Stammzellen von Mäusen aktivierten. Dadurch wandelten sich diese zunächst in Urkeimzellen um - eine Vorstufe von Ei- und Spermazellen. Verpflanzt in die Eierstöcke von Mäusen bildeten sich daraus völlig funktionsfähige Eizellen, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten.
Mit dem Einsatz künstlicher Befruchtung wurden die Tiere erfolgreich schwanger und brachten lebensfähige Mäusebabys zur Welt. Ihre Methode zur Erzeugung von Eizellen könne detaillierte Einblicke in die Geschlechtszellenentwicklung geben und funktioniere wahrscheinlich in ähnlicher Weise auch beim Menschen, sagen die Forscher. Damit könnten Wissenschaftler den Ursachen von Unfruchtbarkeit mehr auf die Spur gekommen zu sein.

Stammzellen entwickelten sich zu Urkeimzellen

Das Wissenschaftlerteam um Katsuhiko Hayashi von der Kyoto University hatte bereits in früheren Studien gezeigt, dass es möglich ist, Spermien aus verschiedenen Arten von Stammzellen zu entwickeln, die in Mäusen für Nachwuchs sorgten. Zum einen hatten sie dazu embryonale Stammzellen verwendet. Diese stellen die ersten Zellen des Embryos dar und können sich noch in fast alle Gewebearten, von Muskel- bis hin zu Geschlechtszellen, weiterentwickeln. Die Forscher schafften es zudem, Spermien aus Mäusestammzellen zu bilden, die bereits von Anfang an künstlich hergestellt worden waren. Diese sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen werden aus normalen Körperzellen gewonnen. Auch sie können sich durch die Aktivierung bestimmter Gene noch in fast alle Zellarten umwandeln.

Um zu prüfen, ob sich nicht nur Spermien, sondern auch funktionsfähige Eizellen aus diesen beiden Stammzellarten herstellen lassen, gingen die Wissenschaftler zunächst ähnlich vor wie in ihren früheren Studien. Statt mit männlichen arbeiteten sie diesmal lediglich mit weiblichen Mäusestammzellen. In ersten Schritt spielten sie mit einigen Genen dieser Zellen - bis sie die richtigen Schalter fanden, durch die sich die Stammzellen in Vorstufen von Eizellen weiterentwickeln, sogenannte Urkeimzellen.
Wie die Wissenschaftler weiter berichten, zeigte sich, dass dieser Vorgang durch ähnliche Mechanismen wie bei den Spermien ausgelöst wird. Diese neu erzeugten weiblichen Urkeimzellen betteten sie anschließend zwischen Geschlechtszellendrüsen ein. Damit sei die natürliche Umgebung in Eierstöcken nachgeahmt worden, erklären die Wissenschaftler. Als sie diese Zellhaufen in die Eierstöcke von Mäusen einpflanzten, beobachteten sie, wie aus den künstlich generierten Urkeimzellen fruchtbare Eizellen heranwuchsen.

Die Eizellen wurden im Reagenzglas befruchtet

Um die Funktionsfähigkeit der künstlich generierten Eizellen zu testen, entnahmen sie diese den Versuchsmäusen nochmals für kurze Zeit, um sie im Reagenzglas zu befruchten. War die Befruchtung erfolgreich, trugen die Mäuse gesunde Nachkommen aus, die bis ins Erwachsenenalter lebten.
Allerdings zeigte sich, dass eine künstliche Befruchtung häufiger bei Eizellen klappte, die aus embryonalen Stammzellen gewonnen wurden. Dies war bei in bis zu 18 Prozent der Versuche der Fall. Bei induzierten pluripotenten Stammzellen dagegen war diese nur in vier Prozent der Versuche erfolgreich. Die Ursachen dafür müssten noch in weiteren Studien erforscht werden, sagen die Wissenschaftler. (dapd)

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